Klinische Evaluation einer dreidimensionalen Visualisierungs- und Analysemethodik für Koronarangiographien im Vergleich
Inaugural-Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades der Hohen Medizinischen Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität
Bonn
vorgelegt von Jessica Zähres
aus Koblenz
2009
Angefertigt mit Genehmigung der Medizinischen Fakultät der Universität Bonn
1. Gutachter: Prof. Dr. med. E. Grube 2. Gutachter: Prof. Dr. med. Th. Lewalter
Tag der Mündlichen Prüfung: 19.01.2009
Diese Dissertation ist auf dem Hochschulschriftenserver der ULB Bonn unter http://hss.ulb.uni- bonn.de/diss_online elektronisch publiziert.
Aus dem HELIOS Klinikum Siegburg Abteilung für Kardiologie/ Angiologie Chefarzt Prof. Dr. med. E. Grube
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis...3
1 Abkürzungsverzeichnis ...5
2 Einleitung...6
3 Methodik ...8
3.1 Auswertungstechniken...8
3.1.1 CardiOP...8
3.1.2 QCA ...14
3.1.3 IVUS...16
3.2 Patienten...20
3.3 Gefäßverteilung ...21
3.4 Einschlußkriterien, Ausschlußkriterien...22
3.5 Meßwerte...23
3.6 Statistische Analyse ...24
4 Ergebnisse ...25
4.1 Praktikabilität...25
4.2 Analysen der Paeion-Studiengruppe ...29
4.2.1 CardiOp ...29
4.2.2 QCA ...29
4.2.3 IVUS...30
4.3 Vergleichsmessungen ...31
4.4 Stentlängenvermessung ...36
4.4.1 Messungen von CardiOp, QCA und IVUS zur Stentlänge ...36
4.4.2 Vergleichsmessungen der Stentlängen...37
4.5 Epipolarität ...40
5.1 Praktikabilität...43
5.2 Analysen ...43
5.3 Interpretation der Daten ...45
5.4 Limitation der Studie ...48
5.4.1 Heterogene Läsionen...48
5.4.2 Patientenzahl ...48
5.4.3 Technische Limitationen ...49
6 Zusammenfassung ...50
7 Literaturverzeichnis ...52
8 Danksagung ...59
9 Lebenslauf...60
1 Abkürzungsverzeichnis
Abb. Abbildung
dist. distal
ISR In- Stent- Restenose
IVUS Intravaskulärer Ultraschall
KHK Koronare Herzkrankheit
LAD Left anterior descending = Ramus interventricularis anterior
MHz Megahertz
min. minimal
MLA minimal lumen area = minimale Lumenfläche
MLD minimal lumen diameter = minimaler Lumen-Durchmesser
mm Millimeter
p Signifikanzniveau
prox. proximal
QCA Quantitative Coronary Analysis QCU Quantitative Coronary Ultrasound QVA Quantitative Vessel Angiography
RCA Right coronary artery = Arteria coronaria dextra RCX Ramus circumflexus der Arteria coronaria sinistra
s. Tab. siehe Tabelle
Im Oktober 1958 führte Dr. F. Mason Sones die erste selektive Koronarangiographie am lebenden Patienten durch. Mit Einführung der Ballondilatation in den siebziger Jahren und Stentimplantation in den Neunzigern sind die Möglichkeiten der invasiven Therapie bei Koronarangiographien seitdem deutlich gestiegen (Ryan, 2002; Tsung, 2003).
Die Wahl des richtigen Stents ist dabei mit entscheidend die Rate der In-Stent-Restenosen deutlich zu verringern (Kaneda et al., 2005, Mauri et al., 2004). So ist es erwiesen, daß ein im Vergleich zu Läsion und Gefäß im Durchmesser oder in der Länge zu kleiner oder zu großer Stent ein deutlich erhöhtes Risiko von Komplikationen wie Restenosen und Stentthrombosen oder sogar Perforationen birgt (Kerr et al., 1998; Kobayashi et al., 1999; Piamsomboon et al., 1998).
Dies ist häufig ein praktisches Problem, da durch eine zweidimensionale Darstellung mittels Angiographie nur eine annäherende Abschätzung der Stenosenlänge und des Lumendurchmessers vorgenommen werden kann.
Desweiteren könnte durch eine exaktere Längenmessmethode in manchen Fällen eine unnötige Kompromittierung von Seitästen distal oder proximal der eigentlichen Zielläsion sowie ein überflüssiges Überstenten gesunder Wandabschnitte vermieden werden.
Während die Datenlage zum negativen Effekt eines zu klein dimensionierten oder unterexpandierten Stent eindeutig ist, zeigt ein im Vergleich zum Gefäß überdimensionierter Stent (hohes Stent-zu-Arterie-Verhältnis) in verschiedenen Studien sehr unterschiedliche Ergebnisse: In manchen Fällen ermöglicht eine leichte Überdehnung eine niedrigere Restenoserate und eine niedrigere Rate an Spätkomplikationen wie Herzinfarkt oder plötzlichem Herztod (Piamsomboon et al., 1998; Quadros et al., 2006).
Andererseits ergibt sich hiermit auch ein erhöhtes Risiko von schlechten postinterventionellen arteriellen Flüssen (Maekawa et al., 2005), sowie ein erhöhtes Dissektions-und Perforationsrisiko.
Zur Optimierung der visuellen Einschätzung einer Koronarmorphologie hat die Firma Paeion (Israel) ein Programm entwickelt, das aus zwei angiographischen Bildern eine dreidimensionale Rekonstruktion der Stenose berechnet. Da dieses Programm vom Untersucher am Kathetertisch bedient werden kann, soll es helfen, die notwendigen Daten zur Stenosemorphologie und zur Ermittlung des passenden Stents noch vor Stentimplantation während der Intervention zur Verfügung zu stellen.
Ziel dieser Arbeit war die Evaluation dieses Systems. Wir erhoben hierzu Daten mittels des Paeion-Programms durch Darstellung einer Zielläsion eines nativen Koronargefäßes in zwei verschiedenen Projektionen und nachfolgender Beurteilung von Länge eines definierten Gefäßabschnittes, Lumendiameter und Lumenflächen. Diese Daten wurden in einer prospektiven Serie von 53 Patienten mit den etablierten zweidimensionalen Messtechniken „intravaskulärer Ultraschall“ (IVUS) und der „quantitativen computer-gestützten Koronaranalyse“ (QCA) verglichen. Dies geschah im wesentlichen anhand zweier Parameter, welche von allen drei Techniken erfasst werden (minimaler Lumendiameter (MLD) und Länge) sowie anhand der minimalen Lumenfläche (MLA), welche mittels CardiOp und IVUS erfaßt werden kann.
Um unsere Ergebnisse zu validieren, haben wir an einem weiteren Patientenkollektiv von 30 Personen eine Vermessung von unterschiedlich langen Stents vorgenommen und die Daten wieder miteinander und mit der tatsächlichen Stentlänge verglichen.
Die beiden Verfahren IVUS und QCA sind nicht in allen Herzzentren Standard bei der Koronarintervention, weil vor allem IVUS recht kostenintensiv, eine exakte QCA-Analyse aufwendig ist und daher meist nur offline durchgeführt wird. Darüber hinaus bietet QCA wegen der zweidimensionalen Darstellung der Gefäße nur eine begrenzte Aussagekraft.
Die Paeion-Technik wäre daher eine geeignete Alternative, die durch die Erstellung einer dreidimensionalen Gefäßdarstellung Vorteile bringen könnte.
3.1 Auswertungstechniken
3.1.1 CardiOP
Das CardiOP System (Version B.1.5.54, Paeion, Israel) errechnet mittels zweier, vom Untersucher ausgewählter Projektionen und Bestimmung eines Punktes des relativen minimalen Lumendiameters (MLD), der vom Untersucher in beiden Projektionen markiert wird, eine dreidimensionale Darstellung des Gefäßes. Damit erhält man die Möglichkeit, die Länge einer Stenose und den Punkt eines tatsächlichen MLD einer Stenose vom Kathetertisch aus zu berechnen.
Die Projektionen sollten nach Möglichkeit im 90-Grad-Winkel zueinander stehen, um eine optimale Epipolarität und damit ein möglichst genaues Ergebnis zu bekommen. Epipolarität bezeichnet dabei ein Maß dafür, wie ähnlich der Winkel ist, mit dem die beiden Projektionen den Gefäßabschnitt darstellen. Je größer die Epipolarität, desto weniger Verzerrungen und damit Verkürzungen des zu vermessenden Gefäßabschnitts werden beobachtet. Der Grad der Epipolarität wird durch Farbmarkierungen von weiß (gute Epipolarität) bis rot (schlechte Epipolarität) entlang des Gefäßverlaufs durch das System wiedergegeben (siehe Abb. 1).
Abb.1: Gute (weiß) und schlechte (rot) Epipolarität (d.h. Verkürzungsgrad) der CardiOp- Auswertungen im Vergleich. Die Epipolarität hat Einfluß auf die Genauigkeit der späteren Ergebnnisse.
prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration prostration
Zunächst erfolgt durch den Untersucher die Auswahl von zwei weitestgehend orthogonalen Projektionen, in welchen der zu untersuchende Gefäßabschnitt gut zur Darstellung kommt. Dabei ist entscheidend, daß möglichst keine Überlappung mit dem Katheter oder doppelprojizierte Gefäßverläufe abgebildet sind.
Nun wird in der ersten Projektion eine Kalibration des Systems anhand der Größe des bekannten Katheterlumens vorgenommen (Abb. 2).
Daraufhin werden Beginn und Ende des Analysesegments proximal, sowie distal vom eigentlich für die Untersuchung vorgesehenen Gefäßabschnitt festgelegt (Abb. 3).
Dann wird in beiden Projektionen eine identische Stelle im Gefäßsystem (idealerweise der Punkt des MLD) markiert, wonach das Programm eine dreidimensionale Projektion errechnet (Abb.4).
Nun wird die Epipolarität, das heißt die Genauigkeit angezeigt, mit der bei den beiden ausgewählten Projektionen die Berechnungen angestellt werden können.
Zum Schluß werden die proximalen und distalen Marker an die distalen Enden von einem proximalen und einem distalen Seitast bewegt, die als anatomische Grenzen den zu messenden Gefäßabschnitt einfassen (Feinadjustierung).
Die Seitäste wurden als anatomische Grenzen festgelegt, da sie sich auch in der IVUS- Darstellung gut wiederfinden lassen.
Das nun durch das CardiOP System rekonstruierte Gefäßsegment wird hinsichtlich folgender Parameter mit IVUS und QCA verglichen:
- Länge von distalem Ende des proximalen Seitastes zu distalem Ende des distalen Seitastes
- Lumendiameter proximal, distal, sowie minimaler Lumendiameter - Lumenfläche proximal, distal und minimale Lumenfläche
Analyse-Schritte der CardiOp-Auswertungen
Abb.2: Kalibration des CardiOp-Programms anhand des Durchmessers des Katheterlumens
Abb.3: Bestimmung des zu vermessenden Gefäßlumens mittels proximalem und distalem Marker, die jeweils proximal und distal eines Seitastes gesetzt werden
einem gelben Kreuz (MLD = minimal lumen diameter, minimaler Lumen-Durchmesser)
Abb.5: Ergebnis der Berechnungen und ihre Darstellung im CardiOp-Programm
Abb. 6: Dreidimensionale Darstellung eines Koronargefäßabschnitts nach erfolgter Auswertung mittels CardiOp
Abb. 7: Graph zur Datenauswertung mittels CardiOp mit Darstellung des Grades an Stenosefläche (MLA=minimal lumen area, minimale Gefäßlumenfläche, obere Graphik) und Lumendiameter (MLD=minimal lumen diameter, minimaler Lumendurchmesser, untere Graphik) über dem gesamten Gefäßverlauf
Abbildung 6 ist ein Beispiel für eine dreidimensionale Darstellung eines Gefäßes mittels CardiOp.
Abbildung 7 zeigt ein typisches Ergebnisbeispiel. Die obere Graphik gibt hierbei den berechneten Grad an Stenosefläche über den gesamten Gefäßverlauf an. Die untere Graphik stellt den Lumendiameter über dem gesamten Gefäßverlauf dar.
3.1.2 QCA
Quantitative Coronary Angiography ist ein System, das zur quantitativen Auswertung von Koronarmorphologien dient. Wir benutzten die QCA- Version CMS-View 5.3 (Medis, Niederlande).
Das System gilt als Goldstandard für Diametermessungen und ist darüber hinaus eine gute Option zur Längenmessung, wobei man Verkürzungen des Gefäßes durch nicht senkrecht getroffene Projektionen und damit Ungenauigkeiten berücksichtigen muß.
Mit Hilfe einer Kalibration anhand des Katheterlumens mit bekannter Größe, wird vom Programm eine Konturzeichnung des betreffenden Gefäßabschnitts vorgenommen. Diese kann bei Konturfehlern durch unzureichende Kontrastmittelfüllung auch manuell korrigiert werden.
Die berechneten Daten werden ebenfalls dementsprechend korrigiert. Auf diese Weise lassen sich Länge eines Gefäßabschnittes und Lumendiameter berechnen, jedoch keine Lumenflächen, da es sich um eine rein zweidimensionale Auswertung anhand einer Projektion handelt.
Die Auswertung mittels Quantitative Coronary Angiography (QCA) erfolgt mit denselben beiden Projektionen wie bei CardiOp. Es werden sowohl bei der Kalibration, als auch bei der Ausmessung des Zielgefäßes dieselben Angiographieeinzelbilder benutzt. In der zweiten Projektion kann das Katheterbild zur Kalibration frei gewählt werden, da bei CardiOp nur eine Kalibration im ersten der beiden Bilder notwendig ist. Die Option der manuellen Korrektur bei inkorrekter Konturerkennung ist gegeben und wird im Studienprotokoll dokumentiert. Die proximalen und distalen Marker, die den zu messenden Abschnitt einfassen, werden an der gleichen Stelle wie bei CardiOp positioniert.
Zur Auswertung wird letztendlich nur die Projektion genommen, die individuell weniger Verkürzung des betreffenden Gefäßabschnittes zeigt, also die Projektion, bei der vom Programm die größere Länge berechnet wird.
Abb.8: Bildliche Darstellung eines Koronargefäßabschnittes in QCA (Quantitative Coronary Analysis) und zugehörige Messwertgraphik mit Berechnung von Länge und Lumendurchmesser (MLD=minimal lumen diameter, minimaler Lumendurchmesser) an vorher ausgewählten Punkten im Gefäßsystem
Die Abbildung 8 zeigt die Darstellung eines Gefäßabschnittes nach Platzierung der Marker an denselben Stellen wie bei CardiOp. In der Graphik gleich unter der Abbildung wird der Lumendurchmesser über den gesamten Verlauf des Gefäßabschnitts im Vergleich zum Soll- Durchmesser abgebildet. Weiterhin findet sich in der Tabelle eine Auflistung von Meßgrößen wie Lumendiameter, Referenzdiameter und Länge an ausgesuchten Stellen (proximal, distal und im Bereich der Stenose) des vermessenen Gefäßes.
3.1.3 IVUS
Der intravaskuläre Ultraschall gilt als anerkanntes Verfahren zur Vermessung von Koronarien und ist als Goldstandard für Flächenmessungen von Lumen eines Gefäßes, Plaques oder Stents etabliert. Längenmessungen sind ohne die Problematik einer nicht- axialen Projektion, jedoch mit Ungenauigkeiten auf Grund unkontrollierter herzzyklus-bedingter co-axialer Bewegungen behaftet. Der intravaskuläre Ultraschall (IVUS) wird entweder mit einem Gerät von Boston Scientific (Galaxy) und dem 40 MHz-Katheter („Atlantis pro“) oder mit einem Gerät von Volcano (In- Vision- Gold) mit dem 20 MHz–Katheter „Eagle eye gold“ im vollautomatischen Rückzug vorgenommen. Auch hier dienen die distalen Grenzen der gleichen Seitäste als anatomische Meßpunkte des bereits mit CardiOp ausgemessenen Segments.
Im Rahmen der Offlineauswertung werden die gespeicherten Bilder nach vollautomatischem Rückzug manuell in definierten Abständen von 0,25 mm ausgemessen. Nach manueller Nachzeichnung des Gefäßlumens berechnet das Programm Länge, Lumendiameter und Lumenflächen für den betreffenden Gefäßabschnitt.
Die Daten wurden mittels der Programme Echo plaque Version 2.50 und Version 2.7.56 (Indec Systems, CA) erfasst.
Abb. 9: Beispiel eines intravaskulären Ultraschalls (IVUS) eines Koronargefäßlumens nach Stentimplantation mit Seitast bei acht Uhr und zugehörige Meßwertgraphik mit Angabe von minimalem und maximalem Lumendiameter und Lumenfläche für Punkte entlang des gesamten vermessenen Gefäßabschnittes mit 5 mm Abstand
Frame Pos MaxLD MinLD AvgLD LArea
920 45.06 3.33 3.03 3.18 7.85
921 45.11 3.29 2.95 3.14 7.65
922 45.16 3.33 3.03 3.18 7.68
923 45.21 3.29 3.07 3.18 7.76
924 45.26 3.33 3.07 3.18 7.75
925 45.31 3.33 3.07 3.18 7.81
926 45.36 3.33 3.14 3.18 7.86
927 45.4 3.33 3.1 3.22 7.87
928 45.45 3.25 3.1 3.18 7.8
929 45.5 3.25 3.1 3.18 7.84
Bis 1175 57.55 2.42 2.16 2.31 4
1176 57.6 2.46 2.23 2.38 4.27
1177 57.65 2.42 2.16 2.31 4.11
1178 57.7 2.46 2.2 2.35 4.18
1179 57.75 2.54 2.2 2.35 4.26
1180 57.8 2.54 2.2 2.35 4.26
1181 57.85 2.57 2.2 2.38 4.36
1182 57.89 2.57 2.2 2.42 4.47
1183 57.94 2.61 2.16 2.42 4.52 Länge
1184 57.99 2.73 2.27 2.54 4.91 =12.93
3.52 1.97 2.819283 6.196038 8.52 3.68
Frame_Range: 920 to 920
Position_Range: -45.062 to -45.062
Lumen_volume= 80.424 [CT]
Plaque_volume= 0 [CT]
Intimal_volume= 0 [CT]
NativePlaque_volume= 0 [CT]
Vessel_volume= 0 [CT]
Stent_volume= 0 [CT]
Lumen_Range: 920 to 1184
Position_Range: -45.062 to -57.992
Stent_Range: 1340 to 0
Grundlage dieser nicht-randomisierten, prospektiven Studie sind Daten von 53 Patienten, die im Zeitraum von November 2004 bis September 2005 im Klinikum Siegburg einer diagnostischen Koronarangiographie (n=32) oder Koronarintervention mit Stentimplantation (n=21) unterzogen wurden (PAEION-Studiengruppe).
Das Durchschnittsalter beträgt 64,6 Jahre (40-81 Jahre).
Zur Validierung der Daten wurde eine Stentlängenvermessung an 30 weiteren Patienten im Sinne einer nicht-randomisierten, retrospektiven Studie vorgenommen (Stent-Studiengruppe). Bei dieser Serie von Oktober 2003 bis November 2004 wurde bei allen Patienten eine Stentimplantation vorgenommen. Das Durchschnittsalter beträgt in dieser Gruppe 64,2 Jahre (48–
78 Jahre).
Die Patientendaten sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1: Patientendaten
Paeion-Studiengruppe Stent-Studiengruppe Geschlecht
männlich
weiblich
n = 35 66%
n = 18 34%
n = 25 83%
n = 5 17%
Alter 64,6 Jahre
(40 – 81 Jahre)
64,1 Jahre (48 – 78 Jahre)
Intervention n = 21
39,6%
n = 30 100%
Diagnostik n = 32
60,4%
n = 0 0%
3.3 Gefäßverteilung
Bei 36 Patienten der PAEION-Studiengruppe ist das Zielgefäß die LAD, in acht Fällen die RCA und in neun Fällen die RCX.
Der hohe Anteil der Vermessungen an der LAD erklärt sich vermutlich zum einen durch den großen Anteil der Patienten mit LAD-Stenosen und zum anderen durch eine prinzipiell gute Epipolarität in der Vermessung der LAD, welches für die dreidimensionale Auswertung mittels CardiOp notwendig ist.
Bei der Stentlängenvermessung ist in 18 Fällen die LAD Zielgefäß (60%), elfmal die RCA (37%) und einmal die RCX (3%).
Diagramm 1: Gefäßverteilung der Paeion-Studiengruppe
RCX 17%
RCA 15%
LAD 68%
LAD RCX RCA
Diagramm 2: Gefäßverteilung der Stent-Studiengruppe
LAD 60%
RCX 3%
RCA 37%
Folgende Kriterien waren Voraussetzung zum Einschluß in die Studie:
- Patientenalter mindestens 18 Jahre
- Koronarangiographie mit IVUS- Analyse durchführbar
- gute bis mindestens mittelmäßige Epipolarität bei der Auswertung mittels CardiOp
- Länge des zu vermessenden Gefäßabschnitts mindestens 10 mm
- wenig Gefäßüberlappung, keine ausgeprägten Gefäßwindungen Als Ausschlußkriterien galten:
- ausgeprägtes Kinking innerhalb des Zielgefäßes
- Überlappung des Zielgefäßes mit Seitästen in mindestens einer Projektion
- schlechte Epipolarität, also zu große Verzerrung des dreidimensionalen Bildes bei der Berechnung aus den beiden zweidimensionalen Projektionen, und damit starke Verkürzung des betreffenden Gefäßabschnitts bei der Auswertung mittels CardiOp
- schlechte Kontrastierung des Lumens des Zielgefäßes aufgrund schlechter Füllung mit Kontrastmittel
- unregelmäßiger IVUS- Rückzug
- Standard-Kontraindikationen zur Durchführung einer Koronarangiographie (Schwangerschaft, KM-Allergie etc.)
3.5 Meßwerte
Folgende Meßwerte werden mittels CardiOp, QCA und IVUS bestimmt:
- Länge des Zielabschnittes vom distalen Ende eines proximalen Seitastes zum distalen Ende eines distalen Seitastes
- MLD am distalen Ende des proximalen Seitastes (im Folgenden proximaler MLD genannt), am distalen Ende des distalen Seitastes (im Folgenden distaler MLD) und am Punkt des kleinsten MLD im vermessenen Gefäßabschnitt (im Folgenden Stenose-MLD genannt).
Zusätzlich werden folgende Messwerte mittels CardiOp und IVUS bestimmt (dreidimensionale Bestimmungen sind mit QCA nicht möglich):
- Minimale-Lumen-Fläche (minimal lumen area= MLA) am distalen Ende des proximalen Seitastes ( im Folgenden proximale MLA genannt), am distalen Ende des distalen Seitastes (im Folgenden distale MLA genannt) und am Punkt des kleinsten MLA im vermessenen Gefäßabschnitt (im Folgenden Stenose-MLA genannt).
(MLD=minimal lumen diameter=minimaler Lumendurchmesser, MLA=minimal lumen area=minimale Lumenfläche, prox.=proximal, min.=minimal, dist.=distal)
3.6 Statistische Analyse
Die Datenverarbeitung wurde mittels SPSS, Version 12.0.1 für Windows vorgenommen. Bei allen Werten wird, soweit nicht anders erwähnt, der Mittelwert +/- Standardabweichung und das 95 %ige Konfidenzintervall angegeben.
Der Vergleich der Daten von CardiOp, QCA und IVUS erfolgte mit Hilfe des Intraklassenkorrelationskoeffizienten. Das Signifikanzniveau lag bei p< 0,05.
4 Ergebnisse 4.1 Praktikabilität
Eine erfolgreiche Analyse mittels aller drei Techniken (CardiOp, IVUS und QCA) konnte bei 57% (n=30) der Patienten der PAEION-Studiengruppe durchgeführt werden.
Ausschlußgründe bei CardiOp:
In sieben Fällen der erfolglosen Vermessungen konnten die proximalen und distalen Marker in den beiden Projektionen im Paeion-Programm nicht an dieselbe Stelle im Gefäßsystem gebracht werden, da sich der zu messende Gefäßabschnitt in einer Projektion deutlich kürzer darstellte (s.
Abb.11).
Darstellungen (hier: untere Abbildung) als Ausschlußgrund bei der Auswertung mittels CardiOp
In fünf Fällen konnte keine Auswertung vorgenommen werden, da sich das Zielgefäß in den entscheidenden Abschnitten zumindest in einer Projektion zu sehr mit Seitästen überlappte und damit keine exakte Positionierung der proximalen und distalen Marker im Paeion-Programm möglich war (s. Abb.12).
Abb.12: Überlappung des Zielgefäßes mit Seitästen und damit Ungenauigkeiten in der Auswertung der Lumendurchmesser als Ausschlußgrund bei der Auswertung mittels CardiOp
In zwei Fällen war die Füllung des Gefäßabschnittes mit Kontrastmittel ungenügend, sodaß die Lumengrenzen des Gefäßes für das Paeion-Programm nicht deutlich genug zu erkennen waren, woraus falsche Lumenbegrenzungen resultierten.
Die Epipolarität stellte in zwei Fällen ein Problem dar, da es in diesen Fällen nicht möglich war, zwei möglichst senkrecht aufeinander stehende Projektionen des Zielgefäßes zu ermitteln, wodurch die Epipolarität und damit die Genauigkeit der Berechnungen abnimmt (s. Abb.13).
der Auswertung mittels CardiOp
Ausschlußgründe bei IVUS:
Der Intravaskuläre Ultraschall war in vier Fällen zu kurz, sodaß nicht der komplette Zielabschnitt ausmeßbar war.
In weiteren vier Fällen kam es aufgrund eines zu engen Gefäßabschnitts oder einer zu engen Stenose zu einem unregelmäßigen IVUS-Pullback, woraus ebenfalls keine verwertbaren Daten resultierten.
Mehrfachnennungen einzelner Ausfallgründe sind möglich, da bei manchen Auswertungen mehr als ein Grund bestand, die Messungen auszuschließen.
Bei den ausgeschlossenen Patienten handelte es sich in 65% der Fälle um die LAD als Zielgefäß, in 22% um die RCA und in 13% um die RCX. Eine Häufung von ungeeigneten Fällen in einem speziellen Gefäß konnte nicht festgestellt werden.
4.2 Analysen der Paeion-Studiengruppe
4.2.1 CardiOp
Die mittlere Länge der vermessenen Gefäßabschnitte beträgt 26,5 +/- 4,2 mm. Die Werte von proximalem MLD und MLA liegen bei 2,6 +/- 0,2 mm beziehungsweise 6,2 +/- 0,8 mm2. Bei distalem MLD und MLA ergeben sich Werte von 2,3 +/- 0,2 mm und 4,9 +/- 0,8 mm2 (s. Tab. 2).
Tabelle 2: Ergebnisse der CardiOp-Analysen (prox.=proximal, dist.=distal, MLD=minimal lumen diameter=minimaler Lumendurchmesser, MLA=minimal lumen area=minimale Lumenfläche)
Mittelwert +/-
Standardabweichung Median 95% Konfidenzintervall prox. MLD
(mm) 2,6 +/- 0,5 2,6 (2,4; 2,8)
dist. MLD
(mm) 2,3 +/- 0,5 2,3 (2,1; 2,5)
Stenose-MLD
(mm) 1,9 +/- 0,4 1,8 (1,7; 2,0)
prox. MLA
(mm2) 6,2 +/- 2,3 5,5 (5,4; 7,0)
dist. MLA
(mm2) 4,9 +/- 2,0 4,7 (4,1; 5,6)
Stenose-MLA
(mm2) 3,6 +/- 1,3 3,4 (3,1; 4,1)
Länge
(mm) 26,5 +/- 11,3 22,3 (22,3; 30,7)
4.2.2 QCA
Bei der Länge ergibt sich ein Mittelwert von 24,9 +/- 4 mm. Der proximale MLD beträgt 2,7 +/- 0,2 mm. Der distale MLD liegt bei 2,4 +/- 0,2 mm (s. Tab. 3).
Mit dem QCA-Programm können keine MLA-Messungen vorgenommen werden, da es sich um ein zweidimensionales Auswertungsverfahren handelt.
lumen diameter=minimaler Lumendurchmesser) Mittelwert +/-
Standardabweichung Median
95% Konfidenzintervall prox. MLD
(mm) 2,7 +/- 0,5 2,5 (2,5; 2,9)
dist. MLD
(mm) 2,4 +/- 0,5 2,3 (2,2; 2,6)
Stenose-MLD (mm) 2,0 +/- 0,5 2,0 (1,9; 2,2)
Länge
(mm) 24,9 +/- 10,7 21,2 (20,9; 28,9)
4.2.3 IVUS
Der Mittelwert der Länge der vermessenen Gefäße ergibt 26,9 +/- 4,5 mm. Proximaler MLD und MLA bemessen sich mit 2,6 +/- 0,2 mm beziehungsweise 6,4 +/- 0,8 mm2. Die Werte von distalem MLD und MLA betragen 2,4 +/- 0,2 mm und 5,2 +/-0,6 mm2 (s. Tab. 4).
Tabelle 4: Ergebnisse der IVUS – Analysen (prox.=proximal, dist.=distal, MLD=minimal lumen diameter=minimaler Lumendurchmesser, MLA=minimal lumen area=minimale Lumenfläche)
Mittelwert +/-
Standardabweichung Median 95% Konfidenzintervall prox. MLD
(mm) 2,6 +/- 0,5 2,6 (2,4; 2,8)
dist. MLD
(mm) 2,4 +/- 0,4 2,4 (2,2; 2,6)
Stenose-MLD
(mm) 2,0 +/- 0,4 2,0 (1,9; 2,2)
prox. MLA
(mm2) 6,4 +/- 2,3 5,5 (5,6; 7,2)
dist. MLA
(mm2) 5,2 +/- 1,5 4,9 (4,6; 5,7)
Stenose-MLA
(mm2) 4,0 +/- 1,3 3,8 (3,4; 4,4)
Länge
(mm) 26,9 +/- 11,8 24,1 (22,4; 31,3)
4.3 Vergleichsmessungen
Die Vergleichsmessungen (siehe Tabelle 5) wurden mittels Intraklassenkorrelationskoeffizienten vorgenommen.
Hierbei wurden jeweils zwei der Verfahren miteinander verglichen.
Werte zwischen 0,9 und 1 zeigen bei guter Signifikanz (p<0,05) eine hohe Korrelation der Messwerte an.
Länge:
Bei der Länge zeigt sich zwischen allen drei Verfahren eine gute Korrelation. Die Korrelation zwischen CardiOp und QCA zeigt dabei mit 0,971 die besten Ergebnisse, wobei keine signifikanten Unterschiede zu den anderen beiden Korrelationen festzustellen ist (IVUS-CardiOp 0,952 und IVUS-QCA 0,928).
MLD:
Bei proximalem und distalen Punkt des MLD ergibt sich keine ausreichende Korrelation zwischen den drei Verfahren. Die Korrelationen zwischen CardiOp und QCA ist demnach nicht signifikant besser (prox. 0,772, distal 0,832) als die Korrelationen zwischen IVUS und CardiOp (prox. 0,772, distal 0,832) oder zwischen IVUS und QCA (prox. 0,609, distal 0,556). Das gleiche Ergebnis ist auch beim Punkt des Stenose-MLD nachzuweisen. Auch hier ist das Ergebnis zwischen CardiOp und QCA (0,717) nicht signifikant besser als bei IVUS und CardiOp ( 0,642), beziehungsweise IVUS und QCA (0,536).
MLA:
Die Korrelation der proximalen und distalen MLA zwischen IVUS und CardiOp ist ebenfalls unzureichend mit 0,673 und 0,679.
Die Vermessung des Punktes der Stenose-MLA ergibt ein identisches Ergebnis (0,692).
IVUS=intravaskulärer Ultraschall, prox.=proximal, dist.=distal, MLD=minimal lumen diameter=minimaler Lumendurchmesser, MLA=minimal lumen area=minimale Lumenfläche)
Korrelation innerhalb der
Klassen
95% Konfidenz-
intervall p
Länge CardiOP-IVUS
QCA-IVUS CardiOP-QCA
0,952 0,928 0,971
(0,903; 0,977) (0,856; 0,965) (0,971; 0,986)
p<0,05 p<0,05 p<0,05 prox. MLD
CardiOp-IVUS QCA-IVUS CardiOp-QCA
0,702 0,609 0,772
(0,466; 0,846) (0,328; 0,792) (0,578; 0,884)
p<0,05 p<0,05 p<0,05 dist. MLD
CardiOP-IVUS QCA-IVUS CardiOP-QCA
0,674 0,556 0,832
(0,423; 0,830) (0,255; 0,760) (0,679; 0,916)
p<0,05 p<0,05 p<0,05 Stenose-MLD
CardiOp-IVUS QCA-IVUS CardiOp-QCA
0,642 0,536 0,717
(0,376; 0,811) (0,265; 0,765) (0,489; 0,854)
p<0,05 p<0,05 p<0,05 prox. MLA
CardiOp-IVUS 0,673 (0,422; 0,829) p<0,05 dist. MLA
CardiOp-IVUS 0,679 (0,430; 0,832) p<0,05 Stenose-MLA
CardiOp-IVUS 0,692 (0,451; 0,840) p<0,05
Abb.14-16: Streudiagramme der Längenvermessungen aller drei Auswertungsverfahren im Vergleich
Abb. 14: CardiOp-IVUS (IVUS=Intravaskulärer Ultraschall) Korrelation nach Pearson 0,952 (p< 0,001)
Final IVUS Length
70 60 50 40 30 20 10
Final CardiOp Length
70
60
50
40
30
20
10
Abb. 15: CardiOp-QCA (QCA=Quantitative Coronary Analysis) Korrelation nach Pearson 0,982 (p< 0,001)
Final QCA Length
60 50 40 30
20 10
Final CardiOp Length
70
60
50
40
30
20
10
Ultraschall)
Korrelation nach Pearson 0,945 (p< 0,001)
Final QCA Length
60 50 40 30 20 10
Final IVUS Length
70
60
50
40
30
20
10
Abb. 17-19: Streudiagramme des Stenose-MLD der drei Auswertungsverfahren im Vergleich (MLD=minimal lumen diameter= minimaler Lumendurchmesser)
Abb. 17: CardiOp-IVUS (IVUS=Intravaskulärer Ultraschall) Korrelation nach Pearson 0,707 (p< 0,001)
IVUSMLDM
3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0
CAOPMLDM
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
,5
Abb.18: CardiOp-QCA (QCA=Quantitative Coronary Analysis) Korrelation nach Pearson 0,847 (p< 0,001)
QCAMLDMI
3,5 3,0
2,5 2,0
1,5 1,0
CAOPMLDM
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
,5
Abb. 19: QCA-IVUS (QCA=Quantitative Coronary Analysis, IVUS=Intravaskulärer Ultraschall)
Korrelation nach Pearson 0,661 (p< 0,001)
IVUSMLDM
3,5 3,0
2,5 2,0
1,5 1,0
QCAMLDMI
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
im Vergleich (MLA=minimal lumen area=minimale Lumenfläche, IVUS=Intravaskulärer Ultraschall)
Korrelation nach Pearson 0,716 (p< 0,001)
IVUSMLAM
8 7 6 5 4 3 2 1
CAOPMLAM
7
6
5
4
3
2
1
4.4 Stentlängenvermessung
4.4.1 Messungen von CardiOp, QCA und IVUS zur Stentlänge
Für die Vermessung von Stentlängen in der Stent-Patientenserie ergibt sich bei der Berechnung mittels CardiOp ein Mittelwert von 22,5 +/-2,1 mm. Bei der QCA-Berechnung beträgt der Mittelwert 21,8 +/- 2,1 mm.
Die Berechnung mittels IVUS zeigt einen Mittelwert von 20,9 +/- 2,7 mm (s. Tab. 6).
Tab.6: Ergebnisse der Stentlängenvermessungen im Vergleich zur tatsächlichen Stentlänge (QCA=Quantitative Coronary Analysis, IVUS=intravaskulärer Ultraschall)
Mittelwert +/-
Standardabweichung Median 95% Konfidenzintervall
Länge CardiOp (mm) 22,5 +/- 5,6 20,9 (20,4; 22,6)
Länge QCA (mm) 21,8 +/- 5,3 21,6 (19,8; 23,7)
Länge IVUS (mm) 20,9 +/- 6,9 19,5 (18,3; 23,4)
Tatsächl. Stentlänge
(mm) 21,1 +/- 6,1 18,0 (18,0; 30,0)
4.4.2 Vergleichsmessungen der Stentlängen
Die Korrelationsergebnisse bestätigen nicht ganz klar die Ergebnisse der vorherigen Messungen.
Bei dem Vergleich der tatsächlichen Stentlänge mit den verschiedenen Verfahren können für CardiOp (0,820) und IVUS (0,873) zwar keine hochsignifikanten Korrelationen festgestellt werden, aber es zeigt sich ein deutlich besseres Ergebnis als beim Vergleich der Stentlänge mit QCA (0,720).
Der Vergleich der Ergebnisse der drei Verfahren untereinander bestätigt eine deutlich bessere Korrelation zwischen IVUS und CardiOp (0,806) als zwischen QCA und den anderen beiden Verfahren (QCA-CardiOp 0,784, QCA-IVUS 0,720) (s. Tab. 7).
IVUS=intravaskulärer Ultraschall) Korrelation innerhalb der
Klassen
95% Konfidenz-
intervall p
Stentlänge-
CardiOp 0,820 (0,659; 0,909) P< 0,005
Stentlänge-IVUS 0,873 (0,754; 0,938) P< 0,005
Stentlänge-QCA 0,720 (0,494; 0,856) P< 0,005
CardiOp-IVUS 0,806 (0,634; 0,902) P< 0,005
CardiOp-QCA 0,784 (0,597; 0,891) P< 0,005
IVUS-
QCA 0,720 (0,494; 0,856) P< 0,005
Abb. 21-23: Streudiagramme der Stentlängenvermessung aller drei Auswertungsverfahren im Vergleich zur tatsächlichen Stentlänge
Abb. 21: CardiOp-tatsächliche Stentlänge
Korrelation nach Pearson 0,836 (p< 0,001)
STENT
40 30
20 10
CARDIOP
40
30
20
10
Abb.22: QCA-tatsächliche Stentlänge (QCA=Quantitative Coronary Analysis) Korrelation nach Pearson 0,793 (p< 0,001)
STENT
40 30
20 10
QCA
40
30
20
10
Abb. 23: IVUS-tatsächliche Stentlänge (IVUS=Intravaskulärer Ultraschall) Korrelation nach Pearson 0,897 (p< 0,001)
STENT
40 30
20 10
IVUS
50
40
30
20
10
Zur weiteren Beurteilung, ob die Epipolarität bei der Vermessung eines Gefäßes oder Gefäßabschnittes generell abhängig von der Lokalisation des gewählten Analysesegmentes ist, wurde bei 30 zufällig ausgewählten Angiographien der beiden Studiengruppen eine Beurteilung der Epipolarität vorgenommen.
Hierzu teilten wir jedes Gefäß in drei Abschnitte ein (proximal, medial, distal) und vergaben null bis drei Punkte für die Epipolarität anhand der Farbmarkierungen, von weiß (sehr gute Epipolarität= drei Punkte) bis rot (sehr schlechte Epipolarität = null Punkte).
Die jeweiligen Gefäßabschnitte und auch die Summe der Abschnitte eines Gefäßes wurden dann auf Unterschiede in der Epipolarität miteinander verglichen.
Tabelle 8 und 9 zeigen die jeweiligen Ergebnisse.
Tabelle 8: Epipolaritätsergebnisse der Gefäßabschnitte von RCA, RCX und LAD (prox.=proximal, dist.=distal, LAD=left anterior descending, RCA=right coronary artery, RCX=Ramus circumflexus)
Mittelwert +/-
Standardabweichung 95% Konfidenzintervall Median
prox. RCA 1,8 (60%) +/- 1,0 (1,1; 2,5) 2,0
mediale RCA 2,4 (80%) +/- 1,0 (1,7; 3,1) 3,0
dist. RCA 1,6 (53%) +/- 0,8 (1,0; 2,2) 2,0
prox. RCX 1,9 (62%) +/- 1,0 (1,1; 2,7) 2,0
mediale RCX 2,3 (75%) +/- 0,9 (1,5; 3,0) 2,5
dist. RCX 2,0 (67%) +/- 0,8 (1,4; 2,6) 2,0
prox. LAD 1,4 (47%) +/- 1,5 (0,6; 2,2) 1,4
mediale LAD 1,8 (58%) +/- 1,2 (1,0; 2,5) 2,0
dist. LAD 2,1 (69%) +/- 1,2 (1,3; 2,8) 2,5
Tabelle 9: Summe der Epipolaritätsergebnisse von RCA, RCX und LAD (LAD=left anterior descending, RCA=right coronary artery, RCX=Ramus circumflexus)
Mittelwert +/-
Standardabweichung 95% Konfidenzintervall Median
Summe RCA 5,8 (64%) +/- 2,5 (4,0; 7,6) 6,5
Summe RCX 6,1 (68%) +/- 2,0 (4,4; 7,8) 6,5
Summe LAD 5,2 (57%) +/- 3,1 (3,2; 7,2) 7,0
Ziel dieser Studie war es, zu überprüfen, ob die Daten eines neuen dreidimensionalen Auswertungsverfahrens mit den Daten bereits etablierter Verfahren wie IVUS und QCA korrelieren.
Gleichzeitig galt es zu überprüfen, ob dieses neue Verfahren praktikabel genug ist, um eine direkte Auswertung am Kathetertisch zu ermöglichen und damit eine Hilfestellung bei der richtigen Stentwahl im Moment der Implantation darstellt.
Diskussionen um das Verhältnis von Stentgröße zu Lumengröße zeigen, daß ein optimales Anpassen zu besseren Ergebnissen führt als die Wahl eines zu großen Stents, der ein höheres Risiko von schlechten TIMI-Flüssen postinterventionell birgt und durch Inflammation nach Überdehnug des Gefäßes zu vermehrten In-Stent-Restenosen führen kann (Kornowski et al., 1998; Maekawa et al.,2005). Die In-Stent-Restenoserate wird ebenfalls durch begradigende Effekte und die Wahl des Stentdesigns mitbeeinflusst (Gyongyosi et al., 2000; Kjelsberg et al., 1998).
Es ist bekannt, daß verschiedene Voraussetzungen wie eine optimale Anpassung des Stents oder das Verwenden von medikamentenbeschichteten Stents zu einer Reduktion der In-Stent- Restenoserate führen (Doriot et al., 2003; Iakovou et al., 2005; Sirius Studie, Moses et al, 2006;
Taxus IV Studie, Stone et al, 2004). Auch die Länge der Stenose und der Durchmesser des betreffenden Gefäßes sind entscheidende Risikofaktoren für Restenosierung (Kobayashi et al., 1999; Qiao et al., 2006). Vor allem in Gefäßen mit einem Durchmesser unter 3 mm steigt die Rate der In-Stent-Restenosen deutlich an (Akiyama et al.,1998; Iijima et al., 2004). Gerade in diesen Fällen konnte nachgewiesen werden, daß eine periinterventionelle Diagnostik mittels IVUS zu einer Reduktion der Restenoserate führte (Özdemir et al., 2002; Uren et al., 2002).
Ziel dieser Studie war, zu zeigen, daß das CardiOp-Programm hier eine sinnvolle Alternative zu den bekannten Verfahren darstellt.
5.1 Praktikabilität
Nach unserer Erfahrung ergaben sich in 44% aller Fälle Schwierigkeiten bei der Auswahl zweier geeigneter Angiographieprojektionen und–bilder, sodaß eine direkte Auswertung der Bilder am Kathetertisch durch den Untersucher in manchen Fällen unpraktikabel war.
Eine Gefäß-Segmentabhängigkeit kann dabei nicht nachgewiesen werden. Die Ergebnisse bei der Untersuchung der Epipolarität nach Gefäßen und Gefäßabschnitten (proximaler, medialer und distaler Anteil) ergeben keine signifikanten Unterschiede. Dabei wurde jedem der Abschnitte je nach angezeigter Epipolarität von weiß (sehr gute Epipolarität = drei Punkte) bis rot (sehr schlechte Epipolarität = null Punkte) ein Punktewert zugeordnet. Für die RCA ergibt sich ein Mittelwert von 5,8 in der Summe (proximal 1,8, medial 2,4, distal 1,6). Die Werte der RCX- Analyse liegen mit 6,2 in der Summe (proximal 1,9, medial 2,3, distal 2,0) in ähnlichen Bereichen, ebenso wie die Summe der LAD mit 5,3 Punkten ( proximal 1,4, medial 1,8, distal 2,1).
Damit bewegen sich die Ergebnisse zwischen 50 und 80% der maximal möglichen Punktzahl und zeigen keine signifikante Differenz.
5.2 Analysen
Die Suche nach einem möglichst effizienten Verfahren zur optimalen morphologisch- quantitativen Beurteilung einer Stenose, und somit die Ermöglichung einer optimierten, patienten-individuellen Therapieanpassung (Stentdimensionsoptimierung) ist ein wichtiges Anliegen der interventionellen Kardiologie.
So zeigt sich, daß eine Beurteilung einer Stenose durch ihre zum Teil exzentrische Lage sehr stark von der Auswahl der Angiographieprojektionen und damit auch vom durchführenden Untersucher abhängig ist.
Van Herck et al. (2004) zeigten, dass sogar Software-und Hardwareunterschiede zu unterschiedlichen Datengrößen führen können. Sie wiesen nach, daß verschiedene digitale Flachbildschirmsysteme bei einer Untersuchung am gleichen Phantom mit nachfolgender Auswertung mit QCA unterschiedliche Ergebnisse lieferten. Dieses Ergebnis konnte unabhängig
1993; Green et al., 2005).
Studien zu QCA zeigten zum Teil sehr große Variabilitäten der Ergebnisse von Koronarvermessungen (Hermiller et al., 1992; Herrington et al., 1993). Vergleiche von QCA mit neueren Verfahren wie QCU (quantitativer koronarer Ultraschall) oder QVA (quantitative vessel angiography) (Bruining et al., 1999; Goktekin et al., 2007) zeigten eine zunehmende Validität der Resultate, sie gelten aber noch nicht als optimale Verfahren der Lumenvermessungen von Koronarien.
Auch IVUS ist seit 1995 ein etabliertes Verfahren zur dreidimensionalen Koronarvermessung (Reid et al., 1995; von Birgelen et al., 1995). Dies wurde im Lauf der letzten 12 Jahre in vielen Studien bestätigt (Evans et al., 1996; Pellot et al., 1996) und zum Beispiel mit der EKG- gesteuerten Auswertung weiterentwickelt (Terashima et al., 1997; von Birgelen et al., 1997).
Doch nicht in jedem interventionellen Zentrum für Kardiologie wird diese zuverlässige Auswertungstechnik aufgrund seiner relativen Aufwendigkeit und Kostenintensität routinemäßig eingesetzt (Djikstra et al., 1999; Shekhar et al., 1999).
Bisher konnte jedoch hinsichtlich der Vermessung von Lumenflächen und Beurteilung einer Stenoselänge und-morphologie kein anderes Verfahren so überzeugen wie IVUS (Bourantas et al., 2005; Cothren et al., 2000; Weichert et al., 2004).
Doch Takahashi et al. (2002) zeigten, daß IVUS ebenfalls Limitationen aufweist, z.B. bei hohem Anteil von Kalzifikationen in der Gefäßwand, da hierbei die Lumenbegrenzungen durch Artefakte überlagert werden.
Ein Vergleich von QCA und IVUS konnte nachweisen, daß bei einem Lumendurchmesser über 3 mm eine gute Korrelation zwischen den beiden Verfahren vorlag (Iwami et al., 1996), darunter aber keine signifikanten korrelierenden Ergebnisse erzielt werden konnten (Hanekamp et al., 1999).
Neuere dreidimensionale Verfahren werden seit etwa zehn Jahren am Phantom und in vivo getestet (Doriot et al., 1997; Klein et al., 1998), die Patientenzahlen dieser Studien waren bisher allerdings sehr gering (Messenger et al., 2000; Shechter et al., 2003).
Gute Ergebnisse konnten hierbei mit ANGUS (dreidimensionale Berechnung mittels Fusion von Angiographiebildern und IVUS) erzielt werden (Slager et al., 2000).
Der Vorteil des von uns untersuchten Verfahrens CardiOp könnte jedoch sein, daß eine Zusatzuntersuchung mittels IVUS nicht mehr notwendig ist.
Die erste Studie von Gradaus et al. (2006) zu CardiOp, bei der Stentlängen mittels CardiOp vermessen wurden, konnten bereits vielversprechende Ergebnisse liefern. Sowohl die proximalen und distalen Lumendiameter, als auch die vermessene Länge zeigten in dieser Studie hohe lineare Korrelationen zu tatsächlichem Diameter und Länge des Stents.
5.3 Interpretation der Daten
Eine ausreichende Korrelation der Daten wird durch einen Intraklassenkorrelationskoeffizienten größer 0,90 bestätigt.
Werte darunter zeigen keine genügende Korrelation der gemessenen Größen zwischen den verschiedenen Meßverfahren an.
Bei der Messung der Länge zeigt sich in unserer Serie eine gute Korrelation zwischen allen drei Meßverfahren. Deshalb ist davon auszugehen, daß das neue Auswertungsverfahren CardiOp äquivalent gute Ergebnisse zu den beiden etablierten Verfahren QCA und IVUS liefert.
Dabei ist die Korrelation zwischen QCA und CardiOp mit 0,971 nicht signifikant besser als zwischen CardiOp und IVUS mit 0,952 oder IVUS und QCA mit 0,928.
Hier könnte es also eine gute Alternative zu QCA und IVUS bieten, da keine zusätzliche Untersuchung mittels IVUS, die relativ kostenintensiv und bei kleinen Gefäßlumina oder hochgradigen Stenosen mit potentieller Gefäßobstruktion auch potentiell ischämieinduzierend sein kann, nötig ist.
Eine Aufspaltung in vermessene Längen über und unter 25 mm zeigt signifikant bessere Ergebnisse bei Gefäßabschnitten über 25 mm (CardiOp-IVUS 0,922; CardiOp-QCA 0,949;
QCA-IVUS 0,866) gegenüber den Werten unter 25 mm (CardiOp-IVUS 0,714; CardiOp-QCA 0,802; QCA-IVUS 0,631).
zwischen CardiOp und IVUS als zwischen CardiOp und QCA hätte rechnen können. QCA zeigt normalerweise zum Teil beträchtliche Vorverkürzungen der vermessenen Segmente bedingt durch die zweidimensionale Darstellung. Eine Erklärung der Ergebnisse könnten ein unzureichender Pullback des IVUS-Katheters und herzzyklusbedingte co-axiale Katheterbewegungen sein, die das vermessene Segment länger erscheinen lassen als es tatsächlich ist. Zusätzlich wurden für die Vermessung der QCA-Bilder die proximalen und distalen Begrenzungen des zu vermessenden Gefäßabschnitts an derselben Stelle positioniert wie bei CardiOp. Dies waren nicht immer exakt die distalen Enden der proximalen und distalen Seitäste in den QCA-Darstellungen, sondern sie wichen zum Teil vor allem im zweiten Bild beträchtlich von diesen ab.
Der Vergleich der Werte des proximalen MLD zeigt weniger gute Ergebnisse hinsichtlich der Korrelationen. Dabei können zwischen den Resultaten von CardiOp mit QCA (0,772) oder IVUS (0,702), beziehungsweise QCA und IVUS untereinander (0,609) keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden. Hierbei ist auffällig, daß auch zwischen QCA und IVUS keine hohe Korrelation der Werte zu finden ist, dieses Phänomen wurde jedoch auch bei anderen Studien bereits beobachtet ( s.o., Hahnekamp et al., 1999).
Möglicherweise kann dies durch die Heterogenität der Gefäße und Läsionen erklärt werden, da in der Literatur bereits beschrieben wird, daß diese Korrelation bei Gefäßlumina kleiner 3 mm nicht mehr gegeben ist.
Dies kann mit unserem Datenmaterial bestätigt werden. Eine Aufsplittung in Punkte des proximalen MLD über und unter 2,8 mm zeigt signifikant bessere Werte bei Gefäßlumina größer 2,8 mm (CardiOp-IVUS 0,977; CardiOp-QCA 0,723; QCA-IVUS 0,816) als darunter (CardiOp- IVUS 0,555; CardiOp-QCA 0,278; QCA-IVUS 0,321). Dabei sind die Werte jedoch als sehr störanfällig anzusehen, da die Anzahl der Werte nicht ausreicht, um einzelne Ausreißer auszugleichen ( Werte über 2,8 mm n=9; MLD unter 2,8 mm n=21).
Das gleiche Bild zeigt sich bei der Vermessung des distalen MLD (CardiOp-IVUS 0,674;
CardiOp-QCA 0,832; QCA-IVUS 0,556).
Auch hier zeigten sich tendenziell bessere Werte bei Lumendiameter größer 2,8 mm. Vor allem
die Korrelation zwischen CardiOp und IVUS bei Gefäßdurchmessern größer 2,8 mm kann als signifikant gut eingeschätzt werden (CardiOp-IVUS 0,978; CardiOp-QCA 0,564; QCA-IVUS 0,790).
Auch bei dem Stenose-MLD zeigen die Werte keine ausreichende Korrelation (CardiOp-IVUS 0,642; CardiOp-QCA 0,717; QCA-IVUS 0,563). Und auch hier liegt der Korrelationskoeffizient zwischen QCA und IVUS unterhalb des zu erwartenden Wertes.
Bei den Werten der minimalen Lumenfläche (MLA = minmal lumen area) wurde ausschließlich ein Vergleich der Werte von IVUS und CardiOp vorgenommen, da QCA als zweidimensionales Verfahren diesen Wert nicht ermittelt.
Der Korrelationskoeffizient der proximalen und distalen MLA ist ebenfalls unzureichend, um eine Vergleichbarkeit der Werte zu bescheinigen (proximale MLA 0,673; distale MLA 0,679).
Auch bei der Stenose-MLA unterscheidet sich unser Ergebnis nicht von unseren bisherigen Resultaten. Der Korrelationskoeffizient beträgt hier 0,692.
Somit ist davon auszugehen, dass CardiOp im Vergleich zu IVUS, das als Verfahren des Goldstandards bei der Vermessung von Lumenflächen betrachtet werden kann, keine gleichwertig guten Ergebnisse liefert und damit in diesem Bereich IVUS unterlegen ist.
Diese Daten konnten mittels der Stentlängenvermessung an einer anderen Patientenserie weitgehend bestätigt werden.
Der Vergleich der tatsächlichen Stentlänge mit CardiOp (0,820) zeigt ähnlich gute Ergebnisse wie die Vermessungen mittels IVUS (0,874). Die Werte, die mittels QCA berechnet wurden, können keine signifikanten Korrelationen nachweisen (0,720).
Auch die Korrelation zwischen CardiOp und IVUS bestätigen dieses Ergebnis (0,806), wohingegen die Korrelation von QCA mit den beiden anderen Verfahren nicht als signifikant anzusehen ist (QCA-CardiOp 0,784 ; QCA-IVUS 0,720).
Diese Studie zeigt somit, daß das neue Auswertungsverfahren CardiOp in der Messung der Länge eines bestimmten Gefäßabschnitts oder einer Stenose sehr gute und vergleichbare Ergebnisse zu QCA und IVUS liefert, im Vergleich zu bekannten Längen sogar eine Überlegenheit zu QCA
und MLAs zeigt sich jedoch zwischen allen drei Auswertungsverfahren keine ausreichende Korrelation.
5.4 Limitation der Studie
5.4.1 Heterogene Läsionen
Auf Grund der unterschiedlichen Morphologie der vermessen Gefäßabschnitte ergibt sich ein sehr heterogenes Läsionsspektrum, welches die Vergleichbarkeit der Ergebnisse limitieren könnte.
Die Werte der Länge variieren von 10,63 mm bis 61,20 mm. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten, die unterschiedlichen Meßgrößen miteinander zu vergleichen. Aus dieser Studie kann entnommen werden, daß das neue Meßverfahren CardiOp bei längeren Läsionen bessere Ergebnisse liefert als bei Läsionen kleiner 25 mm.
Beim Vergleich der Daten der Stenose-MLD ergibt sich ebenfalls eine Spannweite von 0,99 mm bis 3,11 mm, was zum Einen wiederum eine Vergleichbarkeit der Daten schwierig macht, zum Anderen aber auch die These von Iwami et al. (1996) unterstützt, daß bei Gefäßdurchmessern unter 3 mm (in unserem speziellen Fall unter 2,8 mm) keine signifikante Korrelation zwischen QCA und IVUS nachweisbar ist (Daten siehe 4.3).
Zur Untermauerung der hier gewonnenen Ergebnisse könnte man vordefinierte Stenosen am Modell mit den drei Meßverfahren auswerten und die Ergebnisse noch einmal vergleichen.
Bei einem in-vitro-Modell könnte eine höhere Serienanzahl erzielt werden und damit die Störanfälligkeit der Werte reduziert werden.
5.4.2 Patientenzahl
Bei einer Zahl von 53, beziehungsweise 30 eingeschlossenen Patienten mit solch unterschiedlichen Gefäßmorphologien muss man davon ausgehen, daß die Werte von eventuellen „Ausreißern“ sehr schnell das Gesamtergebnis verschieben können.
Um dieses Problem zu umgehen, würde eine ebenfalls nach Gefäßmorphologie aufgeteilte Studie mit einer größeren Patientenzahl die Werte untermauern oder widerlegen.
Auch hier wäre ein Versuch an Phantomen denkbar, da sich die Vermessung von einigen Phantomen sicherlich deutlich einfacher und kostengünstiger durchführen lässt und eine in-vitro- Studie grundsätzlich weniger störanfällig gegenüber Umgebungsfaktoren ist.
Dadurch könnte eine Überprüfung der Daten erzielt werden.
5.4.3 Technische Limitationen
Aus dem Studienaufbau und den Studienvorgaben ergab sich, daß die Messungen an enddiastolischen Bildern vorgenommen werden sollen. Dies war jedoch nicht in jedem Fall möglich, da entweder die Füllung des Gefäßlumens mit Kontrastmittel in diesen Bildern nicht ausreichend war oder zu viele Gefäßüberlappungen die Sicht auf den Zielabschnitt des Gefäßes verhinderten.
Ziel dieser nicht-randomisierten, prospektiven Studie war es, das neue dreidimensionale Auswertungsverfahren von Koronarangiographien, CardiOp der Firma PAEION, mit den etablierten Verfahren QCA und IVUS im klinischen Einsatz zu vergleichen und festzustellen, ob es eine sinnvolle Alternative zur Evaluation von Gefäßsegmentmorphologien bei Koronarstenosen oder nach Stentimplantation darstellt.
Bei diesem neuen Verfahren wird nach Kalibration anhand der Größe des Katheters in zwei Projektionen ein definierter Punkt (Engstelle) im Gefäßsytem markiert, wonach eine dreidimensionale Darstellung eines vorher markierten Gefäßabschnittes berechnet wird. Hierbei ist eine gute Epipolarität (d.h. möglichst keine Verkürzung) von entscheidender Bedeutung, die mit der Auswahl zweier möglichst senkrecht zueinander stehender Projektionen erzielt werden kann und welche durch das System selbst qualifiziert wird.
Die Studie umfasste eine Serie von 53 Patienten, bei denen die Meßpunkte Länge, minimaler Lumendiameter (MLD) und minimale Lumenfläche (MLA) am proximalen Anfang, am distalen Ende, sowie am Ort des MLD innerhalb des Analysesegments erhoben wurden.
Diese Daten wurden mittels SPSS und Intraklassenkorrelationskoeffizienten verglichen.
Von 53 Patienten mussten 23 (43%) aus der Studie ausgeschlossen werden. Bei sieben Patienten konnten die proximalen und distalen Begrenzungsmarker in den beiden Projektionen nicht an dieselbe Stelle gebracht werden, da sich der Gefäßabschnitt in einer der beiden Projektionen deutlich kürzer darstellte. In fünf Fällen überlappte das Zielgefäß zu sehr mit Seitästen, sodaß eine Auswertung unmöglich wurde. In vier Fällen war der IVUS zu kurz, in weiteren vier kam es zu Unregelmäßigkeiten beim automatischen Rückzug des IVUS-Katheters aufgrund eines zu engen Gefäßlumens. In zwei Fällen war die Kontrastmittelfüllung des Gefäßlumens ungenügend.
Eine unzureichende Epipolarität stellte in zwei weiteren Fällen ein Ausschlußkriterium dar.
Im Vergleich der Daten für die Länge eines definierten Gefäßabschnitts zeigte sich zwischen allen drei Verfahren eine gute Korrelation (Intraklassenkorrelationskoeffizient zwischen 0,928 und 0,971), die Verfahren sind somit als gleichwertig in der Messung einer bestimmten Länge eines Gefäßes anzusehen. Dieses Ergebnis wurde in einer zweiten Population (n=30) durch eine
Vermessung von definierten Stentlängen mit CardiOp, IVUS und QCA mit ebenfalls gut korrelierenden Werten bestätigt. Vor allem der Vergleich von CardiOp und IVUS mit der tatsächlichen Stentlänge erbrachte hierbei eine hohe Korrelation.
Hinsichtlich MLD und MLA zeigten sich bei beiden Studienpopulationen keine signifikanten Korrelationen zwischen den drei Verfahren. Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß die Gefäßdurchmesser zu einem großen Teil unterhalb von 3 mm lagen und ab diesem Durchmesser in der Literatur bereits schlechte Korrelationen zwischen QCA und IVUS vorbeschrieben sind.
Wegen dieses Aspektes, der Heterogenität der Läsionen und der geringen Patientenzahl wäre eine Überprüfung der Studienergebnisse mit einer größeren Patientenzahl oder am Phantom sinnvoll.
Auch die Praktikabilität ist aufgrund der hohen Zahl der auszuschließenden Patienten in Frage zu stellen, obwohl das Programm vom Untersucher gleich am Kathetertisch bedient werden kann.
Die hier durchgeführte Studie zeigt somit, dass das neue Cardiop-Programm primär in der Berechnung der Länge einer Stenose oder eines bestimmten Gefäßabschnitts eine gute Alternative zu den bewährten Verfahren QCA und IVUS darstellt.
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